CN101406295A - 一种全营养蚕蛹肽功能食品及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种全营养蚕蛹肽功能食品及其制备方法以及一种新的蚕蛹榨汁脱皮方法。采用Protamex复合蛋白酶和Flavourzyme风味蛋白酶分步酶解，效率高，多肽得率高；不用调整pH值，避免了化学残留，原料又经过杀菌处理，产品卫生安全；榨汁脱皮方法，简单方便，效率高，渣皮分离彻底；产品中蛋白质90％以上转化为小分子肽，分子量80％以上分布于100～4000Dalt之间；产品组分及含量包括：多肽46～55％，游离氨基酸5～10％，脂肪22～30％，碳水化合物2～7％，灰分3～8％，含有多种矿物质、微量元素、维生素。产品具有降血脂、降血压、预防心脑血管疾病、提高免疫力、抗疲劳、延缓衰老等功效。
Description
技术领域
本发明涉及一种昆虫利用蛋白质酶解技术加工制成的功能食品，尤其是一种蚕蛹经蛋白质酶解技术加工制成的一种全营养蚕蛹肽功能食品。本发明还涉及该产品的制备方法以及一种新的蚕蛹脱皮方法。
背景技术
蚕蛹入食在我国有1400多年的历史，作为滋补强身的食物和药物早在《本草纲目》等典籍中就有记载：“蚕蛹味咸辛、性平、无毒，人食可强身健体，入药可医多病，能补气养血、强腰壮肾、滋肺润肠”。经过千百年来人们的药食实践和现代研究证明，蚕蛹是一种无毒、无污染的绿色昆虫食品，是一种高蛋白、低脂肪、低糖、富含矿物元素、维生素、激素等生物活性的理想营养源，我国卫生部已将其列入新资源食品。
蚕蛹的营养物质十分丰富，价值极高。干蚕蛹中含蛋白质52～65％，脂肪22～31％，碳水化合物3～8％，甲壳质3～5％、无机盐等4～7％。蚕蛹蛋白质中18种氨基酸种类齐全，8种必需氨基酸超过40％，且比例均衡，高于FAO/WHO标准，属全价蛋白质，优于肉、蛋、奶、鱼的价值。它们对维持机体氮平衡，调节机体生理机能，促进生长发育和补偿代谢消耗等有非常重要的作用。蚕蛹脂肪中不饱和脂肪酸占80％，多为人体必需的脂肪酸，能溶解胆固醇，对心血管、动脉硬化、高血压、慢性肝炎等均有疗效。蚕蛹中矿物质、微量元素、维生素含量也十分丰富，对人体正常生长发育有着重要作用。蚕蛹中还含有活性酶，能有效破坏自由基，具有抗衰老作用。蛹蛋白制成的干扰素、医用抗菌肽，可治疗糖尿病等。
蚕蛹肽是鲜活蚕蛹体内一种高效生命活性成分，经对其进行分离萃取，经过药效学试验发现了蚕蛹肽的神奇功效，它能够参与人体代谢，特别是心脑血管系统代谢，可使沉积在心脑血管壁的脂质沉积重新参与代谢，使血管得到软化，并可快速降低血浆中多余的胆固醇及脂类物质，并通过软化血管达到一定程度的降低血压作用。在大量的临床试验中发现，蚕蛹肽具有降低血液粘稠度、增加红细胞携氧量、防止血栓、防治冠心病的显著作用。参与研究的专家一致认为其治疗心脑血管疾病的作用是目前常规药物无法比拟的，是近代治疗药物中最有希望彻底治愈由心脑血管硬化引起的疾病的高效物质。
目前，市场上的蚕蛹制品主要有蚕蛹罐头、蚕蛹蛋白粉、蚕蛹复合氨基酸等。蚕蛹蛋白粉的加工方法主要有过氧乙酸法和稀碱抽提法，蚕蛹氨基酸的加工方法主要有酸解法、酶解法和发酵法等。这些方法，不仅周期长，效率低，而且由于使用酸和碱，且温度较高，使蚕蛹蛋白质受到不同程度的破坏而变性，丧失了应有的活性，产品的水溶性差，吸收率低，限制了在食品加工中的应用，降低了其经济价值。随着科技的发展，蛋白质工程技术的应用，采用酶解技术制取生物活性肽及其蛋白水解物的研究和产品开发已成为热点和主流，酶解蛋白质制取多肽的实验室技术文献已屡见不鲜，但实现产业化的产品却鲜为人知。
经检索，1999年9月《湖北大学学报》第21卷第3期“酶法水解蚕蛹蛋白制备多肽的工艺研究”一文，公开了采用木瓜蛋白酶、胰蛋白酶、胰酶、胃蛋白酶水解桑蚕蛹蛋白粉并最终优选胰酶水解的最优条件为：酶用量4.5％，底物浓度1.5％，反应温度40℃，反应时间6h，水解液pH值8；中国发明专利公开号CN1325632A，发明名称为“一种酶解蚕制品的制备方法和用途”，公开了采用木瓜蛋白酶和菠萝蛋白酶复合植物酶水解蚕幼虫、蛹、蛾制备小分子活性肽的方法；中国发明专利公开号CN101008026A，发明名称为“一种复合酶水解蚕蛹制备蚕蛹多肽的方法”，公开了采用菠萝蛋白酶和中性蛋白酶的复合酶对脱脂蚕蛹进行酶解制取蚕蛹多肽粉的方法。
上述现有技术的缺点是，选用的胰蛋白酶、胰酶、胃蛋白酶，价格昂贵，副反应多；木瓜蛋白酶、菠萝蛋白酶效率低，不适合工业化生产；中性蛋白酶虽效率适中，但产生苦味肽。总体而言，选用的酶制剂效率低，反应时间长，多肽得率不高；酶解过程中及酶解后反复用酸和碱调整物料的PH值，操作比较麻烦，费时，且不易控制，产品中难免有化学品残留，对食品卫生安全不利；酶解的底物浓度太低，实际生产效率低，耗能大；灭酶后要冷却降温再过滤干燥，工艺不合理，如果是自然冷却，需要相当长的时间，如果是速冷，需要增加设备投资，提高运行成本，并且会降低喷雾干燥的效率。另外，上述方法均未提及蚕蛹皮的处理问题，这在实际生产中是必须解决的问题，如果不将蛹皮去除干净，对酶解和喷雾干燥过程以及最终产品均有不利影响。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：克服现有技术的缺点，提供一种多肽含量高，特别是2～10肽的小分子肽含量高，没有化学品残留，卫生安全的全营养蚕蛹肽功能食品，同时使其制备方法操作简便，易于控制，生产效率高，节约能源。并提供一种简单、有效、彻底的蚕蛹脱皮方法，有助于产品收率的提高。
为了解决上述技术问题，本发明的技术方案是：以鲜活蚕蛹为原料，经清洗消毒、榨汁去皮、超细磨浆、肽分子化酶解、灭酶、干燥等工艺制成，所得产品中的蛋白质90％以上转化为小分子肽，分子量80％以上分布于100～4000Dalt之间；产品组分及含量的重量百分比包括：多肽46～55％，游离氨基酸5～10％，脂肪22～30％，碳水化合物2～7％，灰分3～8％，含有多种矿物质、微量元素、维生素等全部营养素。
本发明的技术方案还可以是：首先，将原料蚕蛹放入二氧化氯消毒液中浸泡杀菌15～20分钟，捞出后用清水冲洗干净；然后，不用绞碎，直接用榨汁机榨汁脱皮，得到去除皮渣的蚕蛹蛋白浆；所得蚕蛹蛋白浆用超微磨进一步磨细，磨细度2～50μm；将蚕蛹蛋白浆用泵打入酶解缸，用饮用水调整底物浓度至6～15％；采用丹麦诺维信(中国)生物技术有限公司生产的Protamex复合蛋白酶和Flavourzyme风味蛋白酶并进行分步酶解，总加酶量0.2～0.5％(湿料重比)，双酶比例为Protamex：Flavourzyme为2∶1；酶解温度35～60℃，酶解时间2～4小时，酶解过程中不用调整物料的PH值；酶解后，迅速升温灭酶，温度80～90℃，保持5～20分钟；灭酶后的物料不用冷却降温，直接进行喷雾干燥，进风温度180～200℃，出风温度72～80℃，干燥粉水分3～6％，经冷却后装袋密封待用。也可以采用冷冻干燥、微波干燥等形式进行干燥。
本发明技术方案中蚕蛹不用绞碎直接进行榨汁脱皮的方法是：所述榨汁机为螺旋式榨汁机，该机由前、后支座、进料斗、螺旋轴、过滤网、盛汁器、出渣槽等部件组成，螺旋轴支承于前后支座的轴承座内，电动机通过一对皮带轮驱动螺旋轴进行运转；当螺旋轴旋转时，底径逐渐加大而螺距逐渐缩小，从而形成对物料的压榨，调压头可调整排渣口空隙大小，来调整排渣的阻力，进而改变压榨效果和出渣率；蚕蛹进入料斗后，在螺旋轴的推进与挤压下，被压榨出的蚕蛹蛋白浆通过过滤网流入底部的盛汁器，而蚕蛹皮由螺旋轴及调压头的锥型部分之间形成的环状空隙排出，从而实现蛹皮和蛹蛋白浆的自动分离；榨汁机与物料接触部分材料均为不锈钢，过滤网孔径0.3mm(可调整变化)，分离出的蛹皮复榨一次，基本可达无蛋白质残留，蛹皮含水率15％以下。
值得说明的是，本发明的技术方案不是实验室技术，是经过多年工业化生产实践，在充分总结经验的基础上提出的，其实用性、成熟性、稳定性毋庸置疑。与现有技术相比，本发明有着如下显而易见的有益效果：
1、鲜活蚕蛹均采自农户，其剥茧过程难免受到污染，破损蛹又极易腐烂染菌，因此，原料蚕蛹的清洗消毒是非常必要的。本发明在总结生产经验的基础上，采用消毒清洗的方法，有效地保证了产品的卫生。
2、本发明采用的榨汁脱皮方法，在蚕蛹加工中是前所未有的。检索文献及公开信息中，蚕蛹脱皮方法只有绞碎过滤方法和冷冻去皮方法。绞碎过滤方法简单，但由于蚕蛹中含有脂肪成分较高，过滤比较困难，蚕蛹皮渣很难处理干净，影响酶解过程及喷雾干燥易堵塞喷雾头等，影响产品质量；渣皮中残留蛋白质，影响产品的收率；冷冻去皮方法比较复杂，设备投资大、过程时间长，运行成本高，并且难免将蚕蛹肉一起去掉，影响产品收率。本发明的榨汁去皮方法，设备结构简单，操作方便，易于调整控制，榨汁效率高，渣皮分离彻底，产品回的收率高，蛹皮还可以综合利用。
3、本发明采用的Protamex复合蛋白酶最适工作条件为PH值5.5～7.5，温度35～60℃，Flavourzyme风味蛋白酶的最适工作条件为PH值5.5～7.5，温度40～55℃。经检测，鲜活蚕蛹的PH值为6.4左右，正好在两种酶的最适PH值之间，所以不需要用酸和碱来反复调整物料的PH值，从而省去了调整PH值的程序和麻烦，节省了时间，也使操作变得简单，容易控制，又避免了化学品的残留。
4、本发明根据Protamex复合蛋白酶的最佳温度为40℃，Flavourzyme风味蛋白酶的最佳温度为50℃，采用了分步加酶法，使两种酶的活力都能得到最大程度地发挥，酶解效率得到提高，同时由于先加入的Protamex复合蛋白酶反应时间得到了相对延长，加酶比例又是2∶1，Protamex复合蛋白酶又是内切酶，酶解产物主要是多肽，再加上Flavourzyme风味蛋白的后续补充，所以，本发明的多肽得率明显提高，并减少了游离氨基酸的生成。
5、本发明所选用的Protamex复合蛋白酶是一种专为水解食品蛋白质而研制的杆菌蛋白酶复合体，与许多其他内切蛋白酶不同，酶解过程中即使在低水解度的情况下也不会产生苦味肽。选用的Flavourzyme风味蛋白酶，是专门用于脱除低水解度产物的苦味，同时也用于彻底水解蛋白质，增进和改善水解液风味的真菌蛋白酶和肽酶的复合体，因此，产品不仅不会产生苦味，而且味道更鲜美。
6、本发明中酶解的底物浓度比现有技术中提高很大，大大减轻了后续喷雾干燥的负担，既提高了生产效率，又节约了能源。
7、本发明中灭酶后的物料不用冷却降温，直接进行喷雾干燥，简化了工艺，缩短了流程，减少了设备投资，也缩短了生产时间，提高了生产效率，降低了成本。
8、经实验证明，本发明的全营养蚕蛹肽产品，其溶解性、稳定性、低粘度性较同类产品都有明显提高，作为食品添加剂使用，使加工变得容易，食品的质构、硬度、口感都得到改善；作为保健食品食用，吸收快、吸收率高，功效明显，安全性高；产品具有降血脂、降血压、预防心脑血管疾病、提高免疫力、抗疲劳、延缓衰老等功效。
具体实施方式
通过下面给出的本发明的具体实施例，可以进一步清楚地了解本发明，但它们不是对本发明的限定。
除非另有说明，本实施例中所采用的百分数均为重量百分数。
实施例1：
先将原料蚕蛹适量放入刚配制好的二氧化氯消毒液中浸泡杀菌15～20分钟，期间用不锈钢笊篱反复翻搅并捞出漂浮的破损蛹、未成熟蛹、蚕皮等杂质，最后将好蛹捞出用清水冲洗干净待用；按每锅投料量150kg称取洗净后的蚕蛹，不用绞碎，直接用榨汁机榨汁脱皮，蚕蛹蛋白浆通过过滤网流入底部的盛汁器，蛹皮则由螺旋轴及调压头的锥型部分之间形成的环状空隙排出，实现蛹皮和蛹蛋白浆的自动分离。排出的蛹皮复榨一次，可得到基本无蛋白质残留的蚕蛹皮，收集后可另作它用。所得蚕蛹蛋白浆用超微磨进一步磨细，细度控制在20μm以下。磨细后的蚕蛹蛋白浆用泵打入酶解缸，加饮用水定容至300kg，浓度约10％。料浆在搅拌状态下升温。待温度升至40℃时，先将0.4kgProtamex复合蛋白酶加入，待温度升至最终温度50℃时，再将0.2kgFlavourzyme风味蛋白酶加入，整个加酶过程中不用调整物料的PH值，加酶速度应尽量均匀。加酶后注意观察物料的变化，约2.5小时酶解基本完成。此时，应迅速升温至85℃，保持10min灭酶，同时起到杀菌作用。灭酶后的物料不用冷却降温，直接进行喷雾干燥，热风进口温度180℃，出口温度75℃，出料经冷却后装袋密封，产品粉合计28.14kg，相对原料收率18.76％，干物质回收率94.7％。经检测，产品含水分5.0％，多肽51.4％，游离氨基酸8.6％，脂肪23.7％，碳水化合物5.8％，灰分5.5％；多肽分子量分布范围：＜100Dalt占8.6％，100～4000Dalt占81.5％，＞4000Dalt占9.9％。
实施例2：
由实施例1所得的全营养蚕蛹肽粉，不添加其它任何成分，用胶囊充填机制成全营养蚕蛹肽胶囊产品。
实施例3：
由实施例1所得的全营养蚕蛹肽粉与植物油配成混悬液，用明胶、甘油、水、遮光剂等制成囊皮，经压丸、定型、干燥等工艺制成全营养蚕蛹肽软胶囊产品。
实施例4：
由实施例1所得的全营养蚕蛹肽粉，按常规比例添加淀粉、硬脂酸镁等辅料，经压片、包糖衣等制成全营养蚕蛹肽片剂产品。
实施例5：
由实施例1所得的全营养蚕蛹肽粉，添加纯净水、蜂蜜、柠檬酸、山梨酸钾等，经均质、过滤、杀菌、装瓶等工艺制成全营养蚕蛹肽口服液产品。
Claims (9)
1、一种全营养蚕蛹肽功能食品，以鲜活蚕蛹为原料，经清洗、绞碎、磨浆、酶解、灭酶、过滤、干燥等工艺制成，其特征在于：所述产品中的蛋白质90％以上转化为小分子肽，分子量80％以上分布于100～4000Dalt之间；产品组分及含量的重量百分比包括：多肽46～55％，游离氨基酸5～10％，脂肪22～30％，碳水化合物2～7％，灰分3～8％，含有多种矿物质、微量元素、维生素等全部营养素。
2、一种制造权利要求1所述的全营养蚕蛹肽功能食品的方法，其特征在于，它包括下列顺序步骤及条件：
(1)、将原料蚕蛹放入二氧化氯消毒液中浸泡杀菌15～20分钟，捞出后用清水冲洗干净；
(2)、洗净的蚕蛹不用绞碎，直接用榨汁机榨汁脱皮，得到去除皮渣的蚕蛹蛋白浆；
(3)、蚕蛹蛋白浆用超微磨进一步磨细，磨细度2～50μm；
(4)、采用复合蛋白酶和风味蛋白酶双酶分步酶解，技术要求是：用饮用水调整底物浓度至6～15％；总加酶量0.2～0.5％(湿料重比)，复合蛋白酶和风味蛋白酶用量比为2∶1；酶解温度35～60℃，酶解时间2～4小时，酶解过程中不用调整物料的PH值；
(5)、灭酶温度80～90℃，保持5～20分钟；
(6)、灭酶后的物料不用冷却降温，直接进行喷雾干燥，进风温度180～200℃，出风温度72～80℃，干燥粉水分3～6％，经冷却后用塑料袋分装，密封待用；也可以采用冷冻干燥、微波干燥等形式进行干燥。
3、根据权利要求2所述的全营养蚕蛹肽功能食品的制备方法，其特征在于：所述二氧化氯消毒液的浓度为0.04～0.06％，现配现用。
4、根据权利要求2所述的全营养蚕蛹肽功能食品的制备方法，其特征在于：所述蚕蛹蛋白浆用超微磨进一步磨细，磨细度20μm以下。
5、根据权利要求2所述的全营养蚕蛹肽功能食品的制备方法，其特征在于：所述复合蛋白酶和风味蛋白酶，选用丹麦诺维信(中国)生物技术有限公司生产的Protamexl.5AU/g的复合蛋白酶和Flavourzyme 1000L的风味蛋白酶，技术要求是：用饮用水调整底物浓度至8～10％；总用酶量0.3～0.4％(湿料重比)，双酶比例为Protamex∶Flavourzyme为2∶1；酶解温度40～50℃，酶解时间2～3小时，酶解过程中不用调整物料的PH值。
6、根据权利要求2所述的全营养蚕蛹肽功能食品的制备方法，其特征在于：所述灭酶温度80～85℃，保持10～15分钟。
7、根据权利要求2所述的全营养蚕蛹肽功能食品的制备方法，其特征在于：所述灭酶后的物料不用冷却降温，直接进行喷雾干燥，进风温度180～190℃，出风温度75～78℃，干燥粉水分3.5～5.5％，经冷却后装袋密封待用。
8、一种实现制备权利要求2所述的全营养蚕蛹肽功能食品的制造方法中，用榨汁机榨汁脱皮的方法，其特征在于：所述榨汁机为螺旋式榨汁机，该机由前、后支座、进料斗、螺旋轴、过滤网、盛汁器、出渣槽等部件组成，螺旋轴支承于前后支座的轴承座内，电动机通过一对皮带轮驱动螺旋轴进行运转；当螺旋轴旋转时，底径逐渐加大而螺距逐渐缩小，从而形成对物料的压榨，调压头可调整排渣口空隙大小，来调整排渣的阻力，进而改变压榨效果和出渣率；蚕蛹进入料斗后，在螺旋轴的推进与挤压下，被压榨出的蚕蛹蛋白浆通过过滤网流入底部的盛汁器，而蚕蛹皮由螺旋轴及调压头的锥型部分之间形成的环状空隙排出，从而实现蛹皮和蛹蛋白浆的自动分离；榨汁机与物料接触部分材料均为不锈钢，过滤网孔径0.3mm(可调整变化)，分离出的蛹皮复榨一次，基本可达无蛋白质残留，蛹皮含水率15％以下。
9、干燥后的粉状产品可制成胶囊、软胶囊、片剂、口服液等作保健食品食用，也可作食品、药品添加剂使用。
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